Des de fa temps s’ha observat que el fet de presentar alteracions metabòliques, com l’obesitat o la diabetis, pot produir un deteriorament cognitiu. Ara, investigadors de l’IDIBAPS han coordinat un estudi en el que demostren la implicació d’una molècula i una regió cerebral en aquest procés. La disminució del neuroesteroide pregnenolona a l’hipotàlem, a causa de la presència d’una malaltia metabòlica, provoca un deteriorament de les capacitats cognitives, tant en models animals com en persones.
L’estudi, publicat a la revista Cell Metabolism, l’ha coordinat Marc Claret, cap del grup Control neuronal del metabolisme de l’IDIBAPS i professor de la Facultat de Medicina i Ciències de la Salut de la Universitat de Barcelona. La primera signant del treball és Sara Ramírez, investigadora post-doctoral del mateix grup. En l’estudi hi han participat altres investigadors del Clínic-IDIBAPS i també de la Universitat de Barcelona, de l’Hospital de San Pau, la Universitat de Santiago de Compostela i del Max Planck Institute for Metabolism Research.
L’obesitat o la diabetis, entre d’altres trastorns metabòlics, poden produir un deteriorament cognitiu. Però les bases moleculars i les àrees cerebrals que estan implicades en aquesta relació no estan ben estudiades. “El nostre objectiu era confirmar la relació existent entre metabolisme i cognició, així com examinar si poblacions de neurones especifiques en àrees relacionades amb el control metabòlic, com les neurones POMC de l’hipotàlem, hi podien estar implicades”, explica Marc Claret. Definir les molècules o metabòlits involucrats en aquest procés podria contribuir a dissenyar tractaments futurs.
La disminució d’un neuroesteroide a causa de la dieta, relacionat amb la pèrdua de memòria
A la primera part de l’estudi, realitzat en un model de ratolí, es van administrar dietes riques en greixos i sucres i es va analitzar l’estat cognitiu i la memòria. Els investigadors van observar que, després de quatre dies de dieta obesogènica, i independentment del desenvolupament d’obesitat, ja hi havia un deteriorament de la memòria de reconeixement.
Per conèixer quin o quines molècules hi estaven implicades, es va realitzar un anàlisi dels metabòlits involucrats en aquesta relació. “Després de les dietes, vam observar una disminució de la pregnenolona, un neuroesteroid sintetitzat pel sistema nerviós, específicament en l’hipotàlem”, assenyala Sara Ramírez. “L’administració central (intracerebroventricular) d’aquest neurosteroide va ser capaç de revertir l’efecte negatiu de la dieta obesogènica sobre la memòria, demostrant un efecte causal”, afegeix.
D’altra banda, els investigadors van generar un model de ratolí modificat genèticament per tal de bloquejar la síntesis de pregnenolona en un tipus de neurones de l’hipotàlem, conegudes com a neurones POMC, i veure els possibles efectes en la memòria. Eliminant la producció de pregnenolona exclusivament en les neurones POMC es va observar un deteriorament de la memòria de reconeixement.
La relació entre l’alimentació saludable i el deteriorament cognitiu
En la segona part de l’estudi, hi va participar un grup de 40 pacients amb obesitat. Es van analitzar els nivells de pregnenolona al líquid cefaloraquidi de persones amb obesitat i síndrome metabòlic i es va correlacionar amb el seu estat cognitiu. “Vam observar que hi havia una correlació negativa entre els nivells de pregnenolona i les seves capacitats cognitives, confirmant, en part, els nostres resultats en ratolins”, apunta Marc Claret.
Així, el deteriorament de la memòria degut a alteracions metabòliques, com les generades per una alimentació poc saludable sostinguda, és deu, en part, a defectes en la síntesis de pregnenolona a l’hipotàlem.
Aquesta troballa és molt rellevant des de diferents punts de vista, també des de la perspectiva evolutiva. Tot i que l’hipocamp és la zona cerebral per excel·lència encarregada de gestionar la funció memorística, té sentit pensar que àrees cerebrals relacionades amb el control del comportament alimentari i el metabolisme, com és el cas de l’hipotàlem, també hi juguin un paper clau. “Cal tenir en compte que per tal de sobreviure, els essers vius necessiten recordar on trobar aliments, quins aliments són més energètics que d’altres, quins d’ells poden resultar tòxics, etc. El nostre estudi demostra que neurones implicades en la regulació de la ingesta d’aliment també tenen un paper en el rendiment de la memòria, connectant d’aquesta manera metabolisme i cognició”, conclou Marc Claret.
L’estudi ha estat possible gràcies al finançament de l’European Research Council i el Ministerio de Ciencia e Innovación.
Referència de l’estudi:
Hypothalamic pregnenolone mediates recognition memory in the context of metabolic disorders
Sara Ramírez, Roberta Haddad-Tóvolli, Marija Radosevic, Miriam Toledo, Adriana Pané, Daniel Alcolea, Vicent Ribas, Maria Milà-Guasch, Macarena Pozo, Arnaud Obri, Elena Eyre, Alicia G. Gómez-Valadés, Iñigo Chivite, Tomas Van Eeckhout, Ioannis Zalachoras, Jordi Altirriba, Corinna Bauder, Mónica Imbernón, Gloria Garrabou, Carmen Garcia-Ruiz, Rubén Nogueiras, David Soto, Xavier Gasull, Carmen Sandi, Jens C. Brüning, Juan Fortea, Amanda Jiménez, José C. Fernández-Checa, Marc Claret
Cell metabolism. Volume 34, Issue 2, P269-284.E9, February 01, 2022. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cmet.2021.12.023
